Semàfors LEDS La seva implantació Olga Martí Rodriguez
Índex
1. Introducció ........................................................................................................... 2 2. Història................................................................................................................. 4 2.1 Controlador del trànsit: el semàfor ....................................................... 4 2.2 El canvi: De bombetes als LEDs.............................................................. 5 3. Semàfors amb Bombetes..................................................................................... 7 4. Semàfors amb LEDs ............................................................................................. 8 4.1 Que és un LED? ...................................................................................... 8 4.2 Semàfors LEDs........................................................................................ 9 5. Comparació entre els diferents semàfors ........................................................... 10 5.1 Avantatges ............................................................................................. 10 5.2 Inconvenients......................................................................................... 13 6. Estudi de la implantació de semàfors LEDs a Figueres........................................ 14 6.1 Estimació del consum anual i despesa dels semàfors amb bombeta ... 14 6.2 Estimació del consum anual i despesa dels semàfors amb LEDS .......... 16 6.3 Comparació de dades ............................................................................ 18 7. Conclusions .......................................................................................................... 19 8. Bibliografia ........................................................................................................... 20 9. Annex 1: Mapa de la mostra de semàfors ........................................................... 21 10. Annex 2: Taula de dades dels temps dels semàfors .......................................... 22 11. Annex 3: Taula de dades: Nombre de LEDs per semàfor .................................. 23 12. Annex 4: Instància a l’alcalde ............................................................................ 24
1. Introducció
El tema elegit L’elecció del tema del que tractaria el treball de recerca va ser difícil i com aquell qui diu, es pot dir que no va ser fins l’últim moment en que es va decidir exactament de que constaria. Primer de tot ens vam decantar per un tema que està molt de moda avui dia: Les energies renovables. Per limitar el tema ja que era molt ampli es va pensar en millorar alguna cosa fent-la més neta i utilitzant les energies renovables. Algunes idees que vam tenir van ser millorar l’institut IES Olivar Gran, utilitzar les energies renovables per alimentar amb corrent una casa aïllada,... Finalment, va sortir el tema dels semàfors alimentats per plaques solars i d’aquest tema se’n va derivar a la utilització dels LEDs que a part de ser més eficients energèticament tenen altres avantatges com millor il·luminació, baix manteniment,...
Objectius Els objectius del treball són entendre que és un LED, aprendre sobre la història del semàfor, entendre el seu funcionament i per últim l’aplicació de la tecnologia LED a un semàfor.
Metodologia Per realitzar el treball primer es va fer una recerca d’informació bàsica (en que consistien els semàfors LEDs, els avantatges i inconvenients,...). El treball de camp consistia en contar els semàfors d’una àrea de Figueres per poder així calcular el nombre aproximat de semàfors i també es va prendre els temps d’alguns semàfors per desprès fer un promig.
Problemes Els problemes que ens vam trobar va ser que l’ajuntament de Figueres no ens va contestar l’instancia que es va presentar per rebre informació sobre les despeses de manteniment, la quantitat de semàfors, el consum d’ells,...
Estructura del Treball L’estructura que vam seguir amb el treball va ser començar amb una introducció explicant breument en que consisteix el treball, els problemes, la metodologia utilitzada,... A continuació podreu trobar la historia dels semàfors dividida en dos parts. La primera part amb l’explicació dels primer semàfors i de com van a arribar al que són ara. La segona part s’explica com es van introduir la tecnologia LED als semàfors. Tot seguit s’explica el funcionament dels semàfors amb bombeta. A la pàgina següent ja comença la introducció dels LEDs explicant que son i com s’apliquen als semàfors. Desprès vam fer una llista amb els avantatges i inconvenients dels semàfors LEDs. Tot seguit ve el treball de camp i la part més interessant del treball: l’estudi de la implantació dels semàfors a Figueres. Finalment, les conclusions extretes del treball seguides de la bibliografia i els annexos.
2. Història
2.1 .1 Controlador del tràfic: el semàfor.
El primer semàfor va començar a funcionar el 10 10 de Desembre de 1868. Imitava els senyals de ferrocarril i només utilitzava dos llums de gas, una de vermella i un altre verda, a la nit. De dia, dos os efectes sonors, indicaven que el trànsit podia circular per l’avinguda i un sol so la circulació per l’altre tre carrer. Aquesta obra fou creada per l’enginyer J.P. Knight ht que va tenir la idea d’inventar aquest aparell que permetia p controlar el tràfic al Regne Unit. Unit. Aquest semàfor no tingué una llarga existència. Explotà de sobte matant a un policia. Fins Fi l’arribada de l’automòbil no va v ser necessari el progrés dels senyals de trànsit. Va ser llavors, el 4 d’agost del 1914, que s’instal·là el primer semàfor modern. Va ser a Cleveland, Estats Units. Aquest semàfor estava compost per un suport en forma de braç amb llums vermelles i verdes. També incorporava un emissor de sons.
Actualment,
els
semàfors
só són
indispensables per regular el tràfic. Hi ha de molts tipus, mides, formes, diferents... Cadascun adascun amb la seva funció.
Normalment tenen tres llums: vermella (no passar), verda (avançar) i la groga o àmbar que té dos significats, ificats, en funció de si és é fixa o no.. Fixa significa que a continuació el semàfor es posarà a vermell, intermitent vol dir precaució. precaució La disposició dels colors éss vertical. vertical A dalt de tot el vermell ( a vegades d’un d’ diàmetre superior a la resta), desprès l’àmbar i a sota el verd. verd En algun país com Estats Esta Units la disposició es horitzontal d’esquerra d’ a dreta amb el mateix ordre. La raó que donen és que així tots estan a la mateixa altura i es veuen n al mateix temps quan hi passen pas grans camions. En el cas del semàfor per a vianants, vianants els colors son dos:: verd i vermell. En
comptes d’indicar la fi del color verd amb un color àmbar en aquest cas és el color verd que comença a centellejar per indicar el pas a vermell.
2.2 .2 El canvi: De les bombetes als LEDs
Durant els últims 70 anys, s’han anat introduint petits canvis i innovacions en els semàfors. Els més avançats permeten ara executar rutines complexes de regulació, tenen redundància en gran part dels ls seus circuits per incrementar la seguretat, tenen millors reflectors i mes baix cost. Però tot i aquestes millores sempre s’ha mantingut l’ús de les bombetes incandescents com element d’iluminació.
Durant la dècada dels 80 es va començar a utilitzar en el món n la tecnologia LED i ha experimentat una gran evolució en els últims anys en que s’han aconseguit reduir costos de fabricació i s’han dissenyat LEDs amb varis colors.
Al mateix temps, es va produir a Estats Units, a principis dels 90, 90, una crisis energètica. Aquestes crisis afectaren majoritàriament a l’Est, a ciutat com San Francisco on es produïen apagades que duraven varies hores. Com a conseqüència conseqüència d’aquesta situació, situació el Govern Central d’Estats Estats Units va llançar convocatòries d’ajudes i iniciatives iniciati econòmiques destinades a la investigació i execució dels projectes tes que contribueixin a un ús méss eficient de l’energia.
Les corporacions locals, regionals i nacionals no van tardar en donar-se donar se compte de que un dels majors punts on minimitzar el consum energètic éss en la senyalització semafòrica. El motiu éss clar: un semàfor amb energia LED resulta un 90% aproximat d’inferior consum que d’un semàfor semà amb bombeta. A més a més gràcies cies a l’evolució de la tecnologia LED no hi havia cap problema en quant a colors. co
Es demostrà teòricament que la substitució massiva de semàfors LEDs seria una inversió que es recuperaria al caps d’uns 4 o 5 anys, ja que gràcies a la disminució del consum també disminuiria el cost de la factura elèctrica. I és així com van seguir l’exemple altres ciutats d’Estats Units com Boston (1999), Anaheim (2000), Portland (2001), New York (2004), etc. A Europa no es van introduir fins l’any 2000 a la ciutat d’Estocolm on van ser substituïts 27.000 semàfors.
A Espanya ja s’ha utilitzat aquesta tecnologia a grans ciutats com Barcelona, Palma de Mallorca, Sevilla, Madrid i Vitòria i també a alguns peatges d’autopista amb un notable èxit.
3. Semàfors de bombeta
Des de els orígens de la senyalització semafòrica com a eina de control de tràfic, els semàfors han funcionat mitjançant bombetes incandescents, alimentades a 220 V, amb un difusor de vidre o metacrilat pintat amb el color adequat i amb un reflector posterior.
Les parts d’un semàfor de bombeta són les següent:
Visera 1 Caixa de Policarbonat 2 Porta Reflector de Plàstic ABS 3 Socket 4 Bombeta Especial per semàfor 5 Reflector d’alumini 6 Vidre de color 7 Claus per subjectar la tapa 8
Un semàfor no és una unitat aïllada sinó que esta dintre d’un sistema. El conjunt de semàfors es controlen mitjançant un regulador, que actua com a un coordinador i que té la capacitat d’ajustar els cicles d’encès atenent a trams i horaris, condicions puntuals de tràfic, gestió manual, etc.
4.. Semàfors amb tecnologia LED 4.1 Que és un LED?
Un LED, de les sigles en anglès anglè de Light-Emitting Diode (diode emissor de llum) és é un dispositiu semiconductor (diode) que produeix llum monocromàtica quan es polaritza en directa i és travessat per corrent elèctric. El color depèn del material semiconductor emprat en la construcció del díode podent variar des de l'ultraviolat, passant per pe l'espectre de llum visible, fins a l'infraroig, rebent aquests últims la denominació de díodes IRED (Infra-Red Emitting mitting Diode). El primer díode LED que emetia en l'espectre visible fou desenvolupat per l'enginyer l' de General Electric Nick Holonyak el 1962. La tecnologia LED inicialment va ser dissenyada per a propiciar el creixement de plantes en l'espai, actualment pot ser utilitzada en tot tipus d'equipaments, com per exemple, llums de senyalització i decoració decoració exterior, on és especialment adequada per a zones de perillositat a causa del trànsit de vehicles i vianants, llum viària a la qual pot ser aplicada alimentació solar, elements decoratius i ambientals, aplicacions mèdiques (tractament per al càncer),... ,...
El
dispositiu
semiconductor
està
encapsulat en una coberta de plàstic de major resistència que les de vidre. Encara que el plàstic pot estar acolorit, és només per raons estètiques, estètiqu ja que això no influeix en el color de la llum emesa. Usualment, la coberta té una cara plana que indica el càtode (elèctrode carregat negativament),, que a més és més curt que l'ànode (elèctrode elèctrode carregat positivament).
Quan s'aplica una ddp (diferència de potencial, voltatge) al xip del LED els electrons poden moure's fàcilment ment només en una direcció a través la juntura entre p i n. En la regió p hi ha moltes càrregues positives i poques negatives. En canvi en la regió n hi ha
més càrregues negatives que positives. Quan s'aplica tensió i el corrent comença a fluir, els electrons en la regió n tenen suficient energia per a creuar la juntura cap a la regió p. Una vegada en aquesta, els electrons són immediatament atrets cap a les càrregues positives, d'acord a la llei de Coulomb, que diu que forces oposades s'atreuen. Quan un electró es mou prou prop d'una càrrega positiva en la regió p, les dues càrregues es recombinen. Cada vegada que un electró es recombina amb una càrrega elèctrica positiva, energia elèctrica potencial és convertida en energia electromagnètica. Per cadascuna d'aquestes recombinacions una unitat d'energia electromagnètica és emès en forma de fotó de llum amb una freqüència que depèn del material semiconductor. Els fotons són emesos en un rang de freqüència molt estret que depèn del material del xip; el color de la llum difereix segons els materials semiconductors i requereixen diferents ddp per a encendre'ls.
Al contrari que les làmpades d'incandescència que poden alimentar-se amb corrent altern o continu, el díode LED només funciona amb aquest últim, ja que només condueix l'electricitat quan es polaritza en directa, com els díodes p-n convencionals. Ha de triar-se bé el corrent que travessa el LED per a obtenir una bona intensitat lluminosa; el voltatge d'operació va des d'1.5 a 2.2 V aproximadament i la gamma d'intensitats que ha de circular per ell va de 10 a 20 mA en els díodes de color vermell i entre 20 i 40 mA per als altres LEDs.
4.2 Semàfors LEDs
El disseny dels semàfors LED es igual que els dels semàfors tradicionals. La diferencia essencial es que en lloc de tenir una llum incandescent per cada lent de color, hi ha LEDs ubicats en forma circular amb el color corresponent. És a dir, en el àrea de color vermell directament estàn els LEDs vermells i així amb la resta de colors.
5. Comparació entre els diferents semàfors 5.1 Avantatges
La funció principal del semàfor és organitzar i facilitar el trànsit per les carreteres. Mitjançant senyals lluminoses als conductors. Els avantatges que milloren aquesta funció són:
•
Millor visió. Hi ha una millora de visió produïda per:
- La llums dels semàfors LEDs és uniforme ja que no és una bombeta en una lent sinó petits LEDs repartits per tota una superfície en diferents formes. La més habitual és el disc però també hi ha en forma de persona, fletxa, etc.
- La llum produïda pels LEDs és molt més nítida i brillant que la llum dels semàfors convencionals. Durant els dies de boira els LEDs es veuen molt més que els semàfors de bombeta.
- La superfície del LED és incolora en estat apagat o neutral, és a dir, que són els LEDs que produeixen la llum d’aquell color i no una lent de color. Els raigs ultraviolats no afecten al semàfor.
- Desapareix “l’efecte fantasma” que és produït pels elements reflectants que incorpora els semàfors de bombeta i la llum solar. Els semàfors LEDs al no necessitar cap element reflectant no crea aquest efecte.
- Algunes versions permeten tenir dos intensitats d’il·luminació. Un sensor detecta si és de nit o de dia i canviant el voltatge s’aconsegueix aquest canvi. Al ser de nit, hi ha més foscor, i per tant no es necessita tanta intensitat en la llum. D’aquesta forma en funció nit la potència és menor.
•
Mínim manteniment.. El manteniment és mínim a causa de:
- La vida útil molt méss llarga que els semàfors amb bombeta incandescent. incandescent Així és redueix ueix els costos de reposició de bombetes. bombetes S’ha de dir que molt difícilment un LED es cremi, si pot ocórrer que es posi en curtcircuit o que s'obri com un fusible i fins i tot que explotii si se li fa circular una elevada corrent, però en condicions normals d'ús, un LED es degrada o sigui que perd lluminositat a una tassa del 5 % anual. Quan el LED ha perdut el 50% de la seva lluentor inicial, inicial, es diu que ha arribat a la fi de la seva vida útil i això és el que volem dir quan parlem de vida d'un led. Un ràpid càlcul ens dóna que en un any hi ha 8760 hores pel que podem considerar que un LED té una vida útil de més m de 10 anys.
- Ell fet de que la senyal de trànsit t estigui formada per varis LEDs fa que al espatllarespatllar se un LED encara continuï donant molta lluminositat. Éss a dir, si un disc de color vermell de 300 mm de diàmetre té uns 48 LED. El fet de que un no funcioni representa només un 2.5% de disminució de la llum generada. Això fa que no sigui necessari la intervenció immediata per substituir el LED. Les operacions de manteniment poden ser programades per més endavant. Ess pot aplicar un manteniment méss optimitzat, tant aspectes de dates de menor circulació (vacances,, no hores puntes,...), puntes,... no cal tindre un operarii pendent de substituir urgentment les bombetes. Això si, es perdrà un tant per cent de la lluminositat.
Hores de Funcionament
100000 80000 60000 40000 20000 0
LED
Fluorescent
Halógen
•
Perdua de lluminositat. Les llums de les bombetes com dels LEDs no sempre rendeix al 100%. A mesura que passen les hores la seva lluminositat es va reduint i el seu rendiment baixa. Un dels avantatges que té el sistema LED és que la perdua de llum es molt inferior als semàfors convencionals.
Pèrdua de llum
-20%
-30%
LED
45.000 h.
100.000 h.
1.500 h.
4.000 h.
Halogen
A part d’aquests avantatges principals també podem trobar altres:
Molt baix consum: La potència de un semàfor amb tecnologia LED és de uns 12 W,
depenent del nombre de LEDs, en canvi les bombetes son de 70 W. Això produeix un estalvi d’energia d’un 82% aproximadament respecte els semàfors amb bombeta incandescent.
Més durada: La vida útil de les bombetes actuals esta entre 4.000 i 6.000 hores. En
canvi els LEDs tenen una vida de 100.000 hores aproximadament.
Millor resistència al impacte: evita el vandalisme.
Recuperació ràpida de la inversió: Com a conseqüència de l’estalvi d’energia, el
baix manteniment i la durabilitat dels semàfors LEDs es calcula que es recupera la inversió en aproximadament uns 5 anys.
Els píxels permeten crear nous efectes, com la animació del ninot verd que camina
per indicar el pas i corre per indicar que està a punt de posar-se vermell. O els indicadors numèrics que indiquen els segons que queden.
Es poden instal·lar semàfors LEDS de 12 ó 24 V que fan les instal·lacions més
segures. La disminució del voltatge fa que les intensitats de descarrega siguin més baixes, fent la seguretat del conjunt semafòric més elevada, pensant doncs, que són estructures metàl·liques al intempèrie i amb persones al voltant.
El LEDS de 12V ó 24V en CC (corrent continu) també optimitzen la instal·lació de
semàfors alimentats per energia fotovoltaica. Las plaques fotovoltaiques generen electricitat amb corrent continu que s’emmagatzema amb bateries de 12 ó 24 V, sense que així faci falta un inversor de corrent continu a corrent altern i de 12V - 24V a 230V.
El LED són menys sensibles a les vibracions, en zones ventoses com Figueres que la
tramuntana fa “ballar” els semàfors, això dona lloc a que no és produeixin talls ni variacions en la il·luminació. Això és degut a que el LED no té cap mena de filament luminiscent evitant així la seva ruptura.
Permet l’ús de bateries que en cas de error en el subministrament elèctric no
afectaria al tràfic ja que podrien continuar funcionant fins a unes 5 hores.
5.2 Inconvenients
El preu: El seu major inconvenient és que el preu és molt més elevat, , cada semàfor costa 210 € aproximadament (depèn del model, la marca i més prestacions), que els semàfors halògens. En principi aquet preu no tindria que ser més elevat que les bombetes, a nivell de materials emprats tindria que ser inclús més econòmic, per al ser una tecnologia molt més recent que las bombetes encara es de costos de producció elevat. En futur pròxim la utilització de LEDS amb molts altres àmbits de la il·luminació farà reduir aquests costos per l’economia d’escales (producció massiva). Però tenint en compte les seves millores i la seva llarga vida en comparació amb els semàfors normals és una inversió eficaç i rentable.
Problemes tècnics en la integració: El semàfor no és un element aïllat sinó que s’agrupen en els anomenats creuers semafòrics que estan governats per un regulador. Per tant, els reguladors i els semàfors individuals han de funcionar perfectament i sincronitzadament. El problema que es crea és que encara els reguladors actuals no estan integrats al sistema d’enllumenament amb LEDS al 100%.
6. Estudi de la implantació de semàfors LEDs a Figueres 6.1. Estimació del consum anual i la despesa dels semàfors actuals
A continuació es mostra una taula de dades que representa l’estudi que es va fer sobre els semàfors de Figueres per aproximar el seu consum i així poder desprès comparar l’estalvi que es produiria.
Classe de Semàfor
Mostra
Vehicles Tricolor
Vianants Intermitent (àmbar) Intermitent doble Repetidor Vehicles
Polsadors TOTAL
27
26
Estimació Total Semàfors
Bombetes per semàfor
Color Bombeta
Total Potència Bombet- Bombeta es (W)
Hores de Potènci funcionaa Total ment anual (kW) (h)
Total de Consum Anual (kW/h)
Vermell (1)
900
70
63
3.741
235.674
Àmbar (1)
900
70
63
301
18.949
900
3
900
70
63
4.718
297.257
866
Verd (1) Vermell 2 (1)
866
70
60,62
4.380
265.516
Verd (1)
866
70
60,62
4.380
265.516
4
133
1 Àmbar (1)
133
70
9,31
4.380
40.778
0
10
20
70
1,4
2.190
3.066
100
40
4
3.741
14.963
3
100
2 Àmbar (2) Vermell (1) 3 Àmbar (1)
100
40
4
301
1.203
Verd (1)
100
40
4
4.718
18.873
8
70
0,56
4.380
2.453
333,51
37.230
1.164.248
0
8
-
En la taula que tenim representada ens mostra les dades que hem utilitzat per calcular el consum anual total en kWh. Primer, al no rebre cap resposta de l’ajuntament de Figueres de la instància que se li presentà, vam agafar una zona de Figueres que no fos ni del centre ni tampoc de les afores. La zona representava un 3% aproximadament de la superfície total de Figueres. En metres quadrats van ser 0.38 i la zona estava compresa pels carrers Ronda Barcelona, Carrer Col·legi, part del Carrer Nou i Carrer Pujades.
Es van classificar els semàfors per: •
Vehicles Tricolors: Aquells semàfors que estan compostos per 3 bombetes (Vermell, Àmbar i Verd) que serveix d’indicador pels vehicles. Aquests semàfors són els més comuns.
•
Vianants : Els semàfors que indiquen el pas de les persones. Formats per dos bombetes (verda i vermella) amb un dibuix a la lent (home parat i home caminant).
•
Intermitent àmbar: Normalment estan situats sobre els semàfors per vianants i indiquen precaució amb el seu color groc als vehicles en el moment en que dos semàfors (vehicles i vianants) estan verds. Estan en centelleig constant.
•
Intermitent doble: Format per dos bombetes de color àmbar també són utilitzats per indicar precaució.
•
Repetidor de Vehicles: Són petits semàfors situats a sota dels semàfors tricolors perquè els vehicles situats a primera línea pugin observar sense problemes el senyal de transit.
•
Polsador: Serveixen per aturar els semàfors per a vehicles i així els vianants poder passar. Estan formats per una bombeta que s’encén al ser polsat.
A la primera columna es pot observar el nombre de semàfors respectivament classificats trobats en aquest tant per cert de Figueres. Així, si en 0.38 metres quadrats hi ha 27 semàfors tricolors en l’àrea total de Figueres, si hi hagués la mateixa densitat de semàfors, hi haurien 900 semàfors tricolors aproximadament. Aquest plantejament és el que s’ha utilitzat també en els altres casos exceptuant els intermitents dobles i els polsadors ja que en la mostra no s’hi va trobar cap. Per solucionar aquest problema el que vam fer va ser posar un nombre aproximat de semàfors gràcies als coneixements previs que es tenen de la ciutat.
A partir d’aquestes dades i sabent que cada bombeta incandescent consumeix 70 W aproximadament vam fer el càlcul de la potència total multiplicant el nombre de bombetes totals per la potència de cada una d’elles. Per poder trobar finalment el consum anual teníem que trobar el temps que cada bombeta estava encesa. Sabent que els semàfors estan encesos tot l’any, és a dir 8.760 hores, es podien deduir els
temps d’alguns semàfors. Com per exemple els semàfors àmbar que estan la meitat del temps apagats (per tant només estan encesos 4.380 hores). Dels altres semàfors (els tricolors i els de vianants) es va calcular el seu temps en cada bombeta i a partir d’aquelles dades es van calcular les hores de funcionament anuals.
Gràcies a les
dades sobre la potència i el temps en que esta encesa cada bombeta es va poder calcular el consum teòric d’electricitat dels semàfors. Per el seu càlcul s’utilitza la formula:
Potència (kW) x Temps d’encès al any (h) = Consum Anual (kWh)
A partir de les dades del consum total anual i tenint en compte el cost mitja del kW (aquesta dada
pot dependre
del
contracte
amb
la
companyia
elèctrica
subministradora) es pot calcular la despesa anual estimada.
Total Consum Anual (kW/h)
Preu kW/h
Despesa Anual Estimada Bombetes
1.164.248
0,075
87.319 €
6.2. Estimació del consum anual i despesa dels semàfors LEDs
Al igual que amb els semàfors de bombetes també hem fet una taula tot calculant el consum anual i així poder obtenir la despesa anual estimada. En aquest cas, si que és important els temps de cada color en funcionament ja que la potencia dels LEDs depèn del color en que emet la seva llum. Com podem observar a la taula següent la potencia del conjunt de LEDs totals que hi ha dintre d’un semàfor i que fan la funció d’una sola bombeta es de 10 W. En canvi, si parlem d’una llum verda la potència varia a 12 W.
A continuació es mostra la taula de dades amb la informació per obtenir el consum teòric anual si s’implantessin semàfors LEDs de manera massiva a Figueres.
Classe de Semàfor
Estimació Total Semàfors
Mostra
Bombetes per semàfor
Color LEDs
Vermell (1) Vehicles Tricolor
27
Vianants
26
Intermitent (àmbar) Intermitent doble
900
866
Polsadors
Potència Potència Hores de LEDs Total funcionament (W) (kW) anual (h)
Total de Consum Anual (kW/h)
900
10
9
3.741
33.668
3 Àmbar (1)
900
10
9
301
2.707
Verd (1)
900
12
10,8
4.718
50.958
Vermell (1)
866
10
8,66
4.380
37.931
Verd (1)
866
12
10,392
4.380
45.517
2
4
133
1 Àmbar (1)
133
10
1,33
4.380
5.825
0
10
2 Àmbar (2)
20
12
0,24
2.190
526
100
5
0,5
3.741
1.870
3
100
3 Àmbar (1)
100
5
0,5
301
150
Verd (1)
100
6
0,6
4.718
2.831
8
12
0,096
4.380
420
51,118
37.230
182.404
Vermell (1) Repetidor Vehicles
Total Conjunt LEDs
0
8
-
TOTAL
Mitjançat els càlculs esmentats anteriorment s’arriba al resultat de 182.404 kWh una xifra molt més reduïda que la dels semàfors amb bombeta incandescent. També, lògicament, la despesa anual es redueix.
Total Consum Anual (kW/h)
Preu kW/h
Despesa Anual Estimada LEDS
182.404
0,075
13.680 €
6.3 Comparació de dades
Fet l’estimació de les dos classes de semàfors es veu clarament que gracies al baix consum dels LEDs de l’estalvi anual reduït fins a 73.639 €. Despesa Anual Despesa amb bombetes Despesa amb LEDs Estalvi Anual
87.319 € 13.680 € 73.639 €
A part de l’estalvi que es fa amb la reducció de consum també s’han de tenir en compte altres factors:
- Estalvi en el manteniment del semàfor: Només fa falta una sola intervenció anual per la neteja externa de les lents. No necessiten ser examinades periòdicament cada mes com a les bombetes incandescents on és necessària la utilització de la mà d’obra de dos persones per fer la neteja externa i interna.
- En les bombetes incandescents és necessari reemplaçar les bombetes cada 6 mesos aproximadament. A part dels costos del manteniment se li ha d’afegir el preu de la bombeta nova. En canvi, el LEDs tenen una vida útil de 10 anys i a més no son tant sensibles a les vibracions, així que la seva substitució no es fa tant sovint.
7. Conclusions Les conclusions que hem pogut extreure d’aquest treball han sigut vàries:
A. Els LEDs són el futur de la il·luminació ja que cada vegada evolucionen més i tenen múltiples millores (més il·luminació, baix consum, mínim manteniment, major durada...).
B. Cada cop més la gent és conscient dels efectes de l’escassetat del petroli, del canvi climàtic,etc. El problema és que no tothom es pot permetre la instal·lació de plaques solars a casa seva. Amb la substitució dels semàfors incandescents a LEDs solucionem el problema que sigui un individu particular qui hagi d’assumir la despesa i en canvi millora tota la comunitat.
C. Es redueix enormement el consum d’electricitat. A més l’amortització només és de 5 anys aproximadament cosa que no genera grans pèrdues ni suposa un gran esforç per al municipi on es fa el canvi massiu.
D. L’estat ofereix ajudes als municipis. Com per exemple la subvenció que es proposà al setembre del 2007 que durà fins al gener del 2008 que consisteix en que l’IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) assumeix el preu dels semàfors LEDs substituïts. Només el muntatge i el manteniment aniran a càrrec del municipi. Això és un gran avantatge sabent que el major inconvenient dels semàfors LEDs és el preu. Per tant, la substitució massiva de semàfors LEDs es un projecte que dona suport l’estat.
8. Bibliografia - http://www.badalona.cat/ Exemple de ciutat on es van implantar els semàfors LEDs. - http://www.cienciaonline.com/ Article sobre els semàfors LEDs. - http://www.dbup.com.ar és una empresa dedicada al disseny electrònic de productes basats en LEDs. - http://www.metrolight-es.com Empresa instal·ladora de semàfors LEDs i altres senyalitzacions amb tecnologia LED. - http://www.monografias.com Pàgina d’articles i documents on es va trobar informació sobre els LEDs. - http://www.todoleds.com.ar/ Pàgina d’empresa Argentina de LEDs. - http://www.wikipedia.com Paraules clau buscades: LED, “Semaforos”, Traffic Lights, etc. - Guía sobre Gestión Energética de Madrid Municipal. 2006.
ANNEX EX 1: Mapa de la mostra de semĂ fors
ANNEX 2: Taula de dades dels temps dels semàfors
Ubicació Vehicles Tricolor 1 Vehicles Tricolor 2 Vehicles Tricolor 3 Vehicles Tricolor 4 Vehicles Tricolor 5 Promig Promig (%)
Vianants 1 Vianants 2 Vianants 3 Vianants 4 Vianants 5 Promig Promig (%)
Ronda Barcelona Carrer Col·legi Carrer Nou Carrer Nou Ronda Firal
Ubicació Carrer San Pau Carrer Santa Llogalla Ronda Firal González de Soto Ronda Barcelona
Temps Temps Temps vermell àmbar verd 29 3 54 39 3 40 47 4 50 34 3 50 50 3 57 39,8 3,2 50,2 42,70% 3,43% 53,86%
Temps vermell 34 48 85 29 27 44,6 50,00%
Temps verd 43 52 25 79 24 44,6 50,00%
ANNEX 3: Taula de dades: Nombre de LEDs per semàfor
100 mm. 120 mm. 200 x 200 300 mm 200 mm
Classe
LEDs
Tricolor: Vermell, Verd, Àmbar Tricolor: Vermell, Verd, Àmbar Vianant: Vermell, Verd Tricolor: Vermell, Verd, Àmbar Fletxa: Vermella, Verda...
37 37 84 48 107
ANNEX 4: Instancia a l’alcalde